CN103756699B - 生产铸造焦的配合煤及铸造焦的生产方法 - Google Patents
生产铸造焦的配合煤及铸造焦的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种生产铸造焦的配合煤及铸造焦的生产方法。该配合煤包括1/3焦煤、无烟煤、肥煤和瘦煤,1/3焦煤为灰分含量高于8wt%、硫分含量高于0.8wt%的1/3焦煤,配合煤的粘结指数G值为50~70,配合煤的Y值为14~17mm,以干基配合煤计配合煤中:灰分含量为7.5~8.5wt%;硫分含量为0.55~0.65wt%;挥发分含量为15~25wt%。以上述的1/3焦煤与其他如无烟煤、肥煤和瘦煤为主原料的配合煤的成本下降很多,并使配合煤的硫分含量和灰分含量均达到制作铸造焦的要求;另外,瘦煤和肥煤的加入使得配合煤的粘结性和塑性温度的连续性,保证了利用其为原料得到的铸造焦符合标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及煤化工领域,具体而言,涉及一种生产铸造焦的配合煤及铸造焦的生产方法。
背景技术
铸造焦具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点,是化铁炉熔铁的主要燃料,其作用是熔化炉料并使铁水过热,支撑料柱保持其良好的透气性。
随着我国汽车、内燃机和重型机械等铸造产业的迅速发展和对铸件质量要求的不断提高,市场对优质铸造焦的需求量越来越大。但目前生产优质的铸造焦往往以低硫、低灰的肥煤或焦煤为主要原料,但是我国优质炼焦煤的储量有限,适合生产优质铸造焦的肥煤和焦煤资源非常稀少,导致生产优质铸造焦的原料煤价格居高不下,生产铸造焦成本很高。
发明内容
本发明旨在提供一种生产铸造焦的配合煤及铸造焦的生产方法,以解决现有技术中铸造焦生产成本高的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种生产铸造焦的配合煤,该配合煤包括1/3焦煤、无烟煤、肥煤和瘦煤,1/3焦煤为灰分含量高于8wt%、硫分含量高于0.8wt%的1/3焦煤,配合煤的粘结指数G值为50~70,配合煤的Y值为14~17mm,以干基配合煤计配合煤中:灰分含量为7.5~8.5wt%;硫分含量为0.55~0.65wt%;挥发分含量为15~25wt%。
进一步地,上述配合煤的灰分含量为7.5~8.2wt%、硫分含量为0.55~0.62wt%、挥发分含量为20~24wt%。
进一步地,以上述干基配合煤重量计,上述配合煤的中1/3焦煤的重量含量在45%以上。
进一步地,以上述干基配合煤重量计,上述配合煤包括:1/3焦煤45~60%;无烟煤20~30%;肥煤10~15%;瘦煤5~15%。
进一步地,以上述干基配合煤重量计,配合煤中细度在3mm以下的配合煤的含量大于90wt%。
进一步地,上述配合煤中水分含量为干基配合煤重量的8~12%,优选9~11%。
根据本发明的另一方面,提供了一种铸造焦的生产方法,改生产方法采用上述的配合煤为原料生产铸造焦。
进一步地,上述生产方法采用捣固炼焦工艺将配合煤制备为铸造焦。
进一步地,上述捣固炼焦工艺包括:将配合煤捣固为煤饼,煤饼的密度在1.05g/cm3以上;使煤饼进行结焦,结焦的过程的温度在800~1100℃之间,优选在900~1050℃之间。
进一步地,上述捣固炼焦工艺在使煤饼进行结焦之前还包括:步骤A、在高度为210~230mm的煤饼上设置分隔层;步骤B、在分隔层上设置高度为210~230mm的煤饼;步骤C、循环重复步骤A和步骤B,优选循环重复次数为1至5次。
进一步地,上述步骤A中的分隔层为厚度为0.05~0.4mm的牛皮纸,高度为220mm;循环重复次数为3次。
应用本发明的技术方案,以灰分含量高于8wt%、硫分含量高于0.8wt%的1/3焦煤与其他如无烟煤、肥煤和瘦煤等为原料配合而成,其中的1/3焦煤的灰分和硫分含量相对于市场上常用的1/3焦煤的灰分和硫分含量高很多,因此其应用范围较窄、价格较低,因此以其为原料之一得到配合煤相对于以低硫、低灰的肥煤或焦煤为主原料的配合煤的成本下降很多;再利用无烟煤低硫、低灰的特点与1/3焦煤进行配合市本申请的配合煤的硫分含量和灰分含量均达到制作铸造焦的要求;另外,瘦煤和肥煤的加入使得配合煤的粘结性和塑性温度的连续性,保证了利用其为原料得到的铸造焦符合标准要求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具体实施方式,对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为了解决现有技术中铸造焦生产成本过高的问题,在本申请一种典型的实施方式中,提供了一种生产铸造焦的配合煤,配合煤包括1/3焦煤、无烟煤、肥煤和瘦煤,1/3焦煤为灰分含量高于8wt%、硫分含量高于0.8wt%的1/3焦煤,配合煤的粘结指数G值为50~70,配合煤的Y值为14~17mm,以干基配合煤计,配合煤中灰分含量为7.5~8.5wt%、硫分含量为0.55~0.65wt%、挥发分含量为15~25wt%。
上述配合煤以灰分含量高于8wt%、硫分含量高于0.8wt%的1/3焦煤与其他如无烟煤、肥煤和瘦煤等为原料配合而成,其中的1/3焦煤的灰分和硫分含量相对于市场上常用的1/3焦煤的灰分和硫分含量高很多,因此其应用范围较窄、价格较低,因此以其为原料之一得到配合煤相对于以低硫、低灰的肥煤或焦煤为主原料的配合煤的成本下降很多;再利用无烟煤低硫、低灰的特点与1/3焦煤进行配合市本申请的配合煤的硫分含量和灰分含量均达到制作铸造焦的要求;另外,瘦煤和肥煤的加入使得配合煤的粘结性和塑性温度的连续性,保证了利用其为原料得到的铸造焦符合标准要求。
上述配合煤中的无烟煤、肥煤和瘦煤均可以采用目前常用的无烟煤、肥煤和瘦煤,本申请对此不做限制。
为了提高以本申请的配合煤生产得到的铸造焦的品质,优选上述配合煤的灰分含量为7.5~8.2wt%、硫分含量为0.55~0.62wt%、挥发分含量为20~24wt%。
本申请在保证了配合煤各项指标的基础上,为了进一步降低配合煤的成本,优选以干基配合煤重量计,上述配合煤的中1/3焦煤的重量含量在45%以上。当1/3焦煤的重量含量在45%以上时,1/3焦煤成本配合煤的主要煤种,其他煤种作为满足指标要求而是用的配煤,因此,不仅进一步降低了配合煤的成本,而且,能够使得其他煤种得到灵活应用。
在本申请一种优选的实施例中,以干基配合煤重量计,上述配合煤包括:1/3焦煤45~60%;无烟煤20~30%;肥煤10~15%;瘦煤5~15%。
上述组成的配合煤的成本较低,而且其各项指标比如粘结度、Y值都能很好地满足铸造焦原料要求,其中,以1/3焦煤为主,配入适量的无烟煤使铸造焦的气孔率、灰分、硫分指标达到一级铸造焦质量要求;由于无烟煤无粘结性致使铸造焦的机械强度和热强度达不到一级铸造焦的指标要求,配入上述含量的强粘结性的肥煤可以提高铸造焦的机械强度和热强度;同时为保证配合煤从1/3焦煤到无烟煤之间塑性温度的连续性,配入了上述含量的瘦煤,因此,以上述配合煤为原料得到的铸造焦的品质能够达到一级铸造焦的要求。
在利用配合煤铸焦的过程中,为了避免配合煤的细度过大对铸造过程产生不利影响,本申请优选以干基配合煤重量计,上述配合煤中细度在3mm以下的配合煤的含量大于90wt%。本申请在制备上述配合煤时,采用本领域常用技术手段将各种组分破碎成煤粒,其中无烟煤难以破碎,在既保证配合煤细度达到上述要求又保证无烟煤的配入量的要求下,本申请优选采取三级破碎的办法对无烟煤进行破碎。
现有技术中生产铸造焦的方法有很多,比如常规焦炉捣固或者顶装生产铸造焦、内热炉生产铸造型焦等。当采用捣固炼焦工艺进行铸焦时,优选上述配合煤中水分含量为干基配合煤重量的8~12%,优选9~11%。
在本申请另一种典型的实施方式中,提供了一种铸造焦的生产方法,生产方法采用上述的配合煤为原料生产铸造焦。
以本申请的配合煤为原料生产铸造焦,因为配合煤的成本较低、又能够达到生产铸造焦的原料标准,因此,采用现有工艺均可以得到符合标准的铸造焦,而且生产成本也会降低。
在本申请一种优选的实施方式中,优选上述生产方法采用捣固炼焦工艺将配合煤制备为铸造焦。捣固炼焦工艺是常用的铸造焦生产工艺,而且利用其得到的铸造焦的致密程度较好,且生产成本较低、环境污染较小。
为了提高得到的铸造焦的强度和粘结度,优选上述捣固炼焦工艺包括:将配合煤捣固为煤饼,煤饼的密度在1.05g/cm3以上;使煤饼进行结焦,结焦的过程的温度在800~1100℃之间,优选在900~1050℃之间。将煤饼的密度控制在1.05g/cm3以上,减小了煤粒之间的空隙,从而减少了结焦过程中位填充空隙所需的胶质体液相产物的数量,这样适量的胶质体就可以在煤粒之间形成较强的界面结合,另外,将煤饼密度控制在上述范围内,煤饼内透气性变差,使得结焦过程产生的干馏气体不易析出,增加了胶质体的膨胀压力,使变形煤粒受压挤紧,进一步加强了煤粒见的结合,从而改善了煤粒之间的粘结性,达到提高铸造焦强度的目的,使得所得到的铸造焦的致密性较好;将结焦温度控制在800~1100℃之间,使得焦炭能够形成较大的块度
在本申请另一种优选的实施例中,上述捣固炼焦工艺在使煤饼进行结焦之前还包括:步骤A、在高度为210~230mm的煤饼上设置分隔层;步骤B、在分隔层上设置高度为210~230mm的煤饼;步骤C、循环重复步骤A和步骤B,优选循环重复次数为1至5次。将煤饼的高度控制在210~230mm之间,有利于热量在煤饼内、煤饼之间稳定传输,使得结焦过程中整个焦炉的温度均匀、稳定,从而提高了结焦得到的铸造焦的质量;采用分隔层将煤饼分割为210~230mm高度的各层,使焦化形成的铸造焦在此分层,优化了铸造焦的块度均匀性。
在实施上述实施例的时,根据焦炉尺寸设计,本申请优选上述步骤A中的分隔层为厚度为0.05~0.4mm的牛皮纸,高度为220mm,上述循环重复次数为3次。所采用的牛皮纸具有韧性好,致密度高,造价低的特点,这样用于隔离煤层时,就不会破损;结焦时,牛皮纸炭化形成的碳层会阻断此处的煤层熔融,形成的焦炭就会在此处分层,从而使焦炭的块度均匀整齐。
在完成焦化之后,本申请利用出焦系统本申请的落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化。
以下将结合实施例和对比例,进一步说明本申请的有益效果。
实施例1至实施例10采用的1/3焦煤、无烟煤、肥煤和瘦煤的主要指标见表1。
表1
煤种 | 灰分(wt%) | 硫分(wt%) | 挥发分(wt%) | 粘结指数G值 | Y值(mm) |
1/3焦煤 | 8.0~10.5 | 0.9~1.15 | 27.0~32.5 | 75~85 | 17.0~20.5 |
无烟煤 | 2.5~4.5 | 0.10~0.20 | 6.0~8.5 | -- | -- |
肥煤 | 9.0~11.5 | 0.3~0.4 | 30.0~33.0 | 95~105 | 24.0~33.5 |
瘦煤 | 8.0~9.5 | 0.35~0.45 | 16.0~17.5 | 50.0~60.0 | 8.0~9.5 |
其中,1/3焦煤、肥煤、瘦煤易于破碎,采用一级破碎方法,无烟煤采取三级破碎办法,先将无烟煤进行预粉碎,初步调整粒度,然后进入配煤槽,用专用硬煤破碎机进行细碎,最后一起入终粉碎机进行第三次破碎。
实施例1
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例1的配合煤,精确度为98.55%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占92.04%。将配合煤捣固4次得到密度为1.15g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例1的铸造焦的各项指标见表3。
实施例2
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例2的配合煤,精确度为98.26%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占93.22%。将配合煤捣固4次得到密度为1.14g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例2的铸造焦的各项指标见表3。
实施例3
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例3的配合煤,精确度为98.35%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占92.36%。将配合煤捣固3次得到密度为1.12g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例3的铸造焦的各项指标见表3。
实施例4
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例4的配合煤,精确度为98.67%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占92.57%。将配合煤捣固5次得到密度为1.17g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例4的铸造焦的各项指标见表3。
实施例5
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例5的配合煤,精确度为98.71%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占91.04%。将配合煤捣固4次得到密度为1.14g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例5的铸造焦的各项指标见表3。
实施例6
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例6的配合煤,精确度为98.76%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占92.31%。将配合煤捣固2次得到密度为1.10g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例6的铸造焦的各项指标见表3。
实施例7
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例7的配合煤,精确度为98.84%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占89.77%。将配合煤捣固4次得到密度为1.14g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每210mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例7的铸造焦的各项指标见表3。
实施例8
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例8的配合煤,精确度为98.26%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占92.14%。将配合煤捣固2次得到密度为1.03g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每230mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例8的铸造焦的各项指标见表3。
实施例9
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例9的配合煤,精确度为98.35%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占93.42%。将配合煤捣固2次得到密度为1.03g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开4层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例9的铸造焦的各项指标见表3。
实施例10
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备实施例10的配合煤,精确度为98.35%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占89.41%。将配合煤捣固3次得到密度为1.12g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开6层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的实施例10的铸造焦的各项指标见表3。
对比例1
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备对比例1的配合煤,精确度为98.23%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占93.51%。将配合煤捣固5次得到密度为1.16g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的对比例1的铸造焦的各项指标见表3。
对比例2
采用表1中各煤种为原料,以表2中的配比配备对比例2的配合煤,精确度为98.26%,采用先破后混工艺将配合煤进行粉碎至入炉配合煤细度3mm以下占94.10%。将配合煤捣固4次得到密度为1.14g/cm3的煤饼,将煤饼置于焦炉中,其中煤饼采取每220mm铺一层牛皮纸的方法,每炉整煤饼共计隔开5层煤饼。控制整个结焦周期内焦炉的温度在800~1050℃,利用出焦系统本身落差,对铸造焦进行整型、筛分处理,使铸造焦粒度均匀化,得到的对比例2的铸造焦的各项指标见表3。
其中,铸造焦水分的测定按GB2001-80《冶金焦炭水分的测定方法》的规定进行;铸造焦灰分的测定按GB2002-80《冶金焦炭灰分的测定方法》的规定进行;铸造焦挥发分的测定按GB2003-80《冶金焦炭挥发分的测定方法》的规定进行;铸造焦硫分的测定按GB2287-80《冶金焦炭硫含量高温燃烧中和测定方法》的规定进行;转鼓强度的测定按GB2006-80《冶金焦炭机械强度的测定方法》的规定进行;落下强度的测定按GB4511.2-84《焦炭落下强度的测定方法》的规定进行;显气孔率的测定按GB4511.1-84《焦炭显气孔率的测定方法》的规定进行;块度的测定按GB2005-80《冶金焦炭的焦末含量及大块焦筛分组成的测定方法》的规定进行,其中碎焦率(<40mm)为铸造焦在40mm*40mm方孔筛上过筛,其筛下物占原始试样的重量百分比。测定结果见表3。
表2
表3
表3中的数据可以看出,采用本申请的配合煤得到的铸造焦均符合一级铸造焦的标准,且成本均较现有技术的同等标准的铸造焦的成本低,现有生产铸造焦技术,以山西地区使用主焦煤生产铸造焦,其原料采用灰分7.5%,硫分0.56%,挥发分17%的主焦煤,其价格为1020吨/元左右,远高于本申请的配合煤价格。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种生产铸造焦的配合煤,其特征在于,所述配合煤包括1/3焦煤、无烟煤、肥煤和瘦煤,所述1/3焦煤为灰分含量高于8wt%、硫分含量高于0.8wt%的1/3焦煤,所述配合煤的粘结指数G值为50~70,所述配合煤的Y值为14~17mm,以干基配合煤计所述配合煤中:
灰分含量为7.5~8.5wt%;
硫分含量为0.55~0.65wt%;挥发分含量为15~25wt%,
以所述干基配合煤重量计,所述配合煤包括:
2.根据权利要求1所述的配合煤,其特征在于,所述配合煤的灰分含量为7.5~8.2wt%、硫分含量为0.55~0.62wt%、挥发分含量为20~24wt%。
3.根据权利要求1所述的配合煤,其特征在于,以所述干基配合煤重量计,所述配合煤的中1/3焦煤的重量含量在45%以上。
4.根据权利要求1所述的配合煤,其特征在于,以所述干基配合煤重量计,所述配合煤中细度在3mm以下的配合煤的含量大于90wt%。
5.根据权利要求1所述的配合煤,其特征在于,所述配合煤中水分含量为所述干基配合煤重量的8~12%。
6.根据权利要求5所述的配合煤,其特征在于,所述配合煤中水分含量为所述干基配合煤重量的9~11%。
7.一种铸造焦的生产方法,其特征在于,所述生产方法采用权利要求1至5中任一项所述的配合煤为原料生产铸造焦。
8.根据权利要求7所述的生产方法,其特征在于,所述生产方法采用捣固炼焦工艺将所述配合煤制备为所述铸造焦。
9.根据权利要求8所述的生产方法,其特征在于,所述捣固炼焦工艺包括:
将所述配合煤捣固为煤饼,所述煤饼的密度在1.05g/cm3以上;
使所述煤饼进行结焦,所述结焦的过程的温度在800~1100℃之间。
10.根据权利要求9所述的生产方法,其特征在于,使所述煤饼进行结焦,所述结焦的过程的温度在900~1050℃之间。
11.根据权利要求9或10所述的生产方法,其特征在于,所述捣固炼焦工艺在使所述煤饼进行结焦之前还包括:
步骤A、在高度为210~230mm的煤饼上设置分隔层;
步骤B、在所述分隔层上设置高度为210~230mm的煤饼;
步骤C、循环重复所述步骤A和所述步骤B,优选循环重复次数为1至5次。
12.根据权利要求11所述的生产方法,其特征在于,所述步骤A中的分隔层为厚度为0.05~0.4mm的牛皮纸,所述高度为220mm;所述循环重复次数为3次。
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